[发明专利]一种桥梁箱梁内部自动检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁检测领域，具体涉及一种桥梁箱梁内部自动检测装置及检测方法。

背景技术

在我国已建成或在建的大跨度缆索支承桥梁中，有很大比例应用了箱形结构主梁，桥梁箱梁一般由多个相连的箱室组成，由于钢箱梁本身的特点，导致其在制作、安装的过程中容易发生表面涂装刮伤、焊接烧伤等问题。同时，大跨度桥梁所处自然环境比较恶劣，长期承受车辆荷载、风荷载等动力荷载作用，易出现腐蚀和疲劳损伤。钢箱梁内部的主要损伤有：涂膜粉化、涂层内的锈胀引起涂膜的鼓泡、涂膜及钢结构裂纹、涂膜脱落、涂层及钢板生锈、钢箱梁制作、安装阶段引起的刮伤等。

目前大跨桥梁钢箱梁部分的检查和维护主要集中在外部，也具备各种先进的检测仪器和设备。钢箱梁内部的检查属于桥梁结构隐蔽性部位的检查，当前主要靠人工进行，采用人在箱梁内部进行目测观察。但是人工检测受到很多限制，例如南方夏天钢箱梁内部的温度可能高达50-60℃左右，人工在如此恶劣环境下作业非常危险。同时钢箱梁内部结构不便行走，有的没有配置照明，有的钢箱梁还有施工垃圾堆垒，人工检测也收到很多客观条件的干扰，也受人为主观影响非常大。鉴于此，急需开展钢箱梁内部自动检测技术研究。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种桥梁箱梁内部自动检测装置及检测方法，实现桥梁箱梁内部的无人自动化检测。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是一种桥梁箱梁内部自动检测装置，所述桥梁箱梁内部自动检测装置包括：设置于桥梁箱梁内的车体平台，所述车体平台两侧设有机械手臂，所述机械手臂远离所述车体平台一端设有可转动的机械手手腕，所述机械手手腕上设有图像采集装置和灯，所述车体平台上设有机械行走装置、传感器、数据存储装置和控制系统。

在上述技术方案的基础上，所述机械手臂垂直于所述车体平台前进方向。

在上述技术方案的基础上，所述机械行走装置包括：车轮、锂电池、步进电机、里程编码器，所述车轮上设有车体平台，所述车轮间设有步进电机，所述锂电池设置在车体平台下方，所述步进电机连接所述锂电池，所述车轮上设有里程编码器。

在上述技术方案的基础上，所述传感器包括：温度传感器、湿度传感器、PM10监测传感器、PM2.5监测传感器。

在上述技术方案的基础上，所述数据存储装置分别连接温度传感器、湿度传感器、PM10监测传感器、PM2.5监测传感器和图像采集装置。

在上述技术方案的基础上，所述控制系统分别连接锂电池、步进电机、里程编码器、机械手臂、传感器、图像采集装置。

在上述技术方案的基础上，所述桥梁箱梁内部自动检测装置包括用工字钢在箱梁内中间位置沿桥梁纵向铺设的轨道。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是一种桥梁箱梁内部自动检测装置的检测方法，它包括以下步骤：

S1、将桥梁箱梁内部自动检测装置置于箱梁中，所述箱梁包括多个相连的箱室；

S2、桥梁箱梁内部自动检测装置行驶至第一个箱室的中间位置；

S3、传感器收集箱室内数据，伸展机械手臂，转动机械手手腕，图像采集装置收集箱室内图像数据，完成图像数据收集后桥梁箱梁内部自动检测装置行驶至下一个箱室再次收集箱室内图像数据，直至最后一个箱室。

在上述技术方案的基础上，根据待检测箱梁的总长度设置好桥梁箱梁内部自动检测装置总的前进距离为S，桥梁箱梁内部自动检测装置的行驶速度为v，从初始位置至第一个箱室的中间位置的距离为s1，桥梁箱梁内部自动检测装置从第一个箱室的中间位置处开始每行走长度d后停留进行检测工作，总共停留检测N次，每个箱室的停留时间为T，完成前进距离S后桥梁箱梁内部自动检测装置自动返航；其中N为箱室的个数，d为单个箱室的长度。

在上述技术方案的基础上，在S3中，机械手臂开始伸展至最长，图像采集装置朝下采集箱室底部的照片；旋转机械手手腕，采集装置采集箱室侧面的照片；机械手臂缩回至最短，图像采集装置朝上，并采集箱室顶部的照片；旋转机械手臂，使机械手臂朝向箱室前部；旋转机械手手腕，图像采集装置朝向箱室前部；图像采集装置采集箱室前部照片；旋转机械手臂，使机械手臂朝向箱室后部；旋转机械手手腕，图像采集装置朝向箱室后部；图像采集装置采集箱室后部照片；机械手臂缩回至最短长度后恢复初始姿态。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的桥梁箱梁内部自动检测装置及方法实现了桥梁隐蔽性结构部位的快速无人自动检测。